CUPRINS
Colegiul Tehnic INFOEL Bistria
PROIECT DE SPECIALITATE
pentru examenul de certificare a competenelor profesionale
pentru obinerea certificatului de calificare profesional nivel
4Calificarea profesional: Tehnician n automatizri ndrumtor
proiect:
Candidat: ing. Mu Mariana
Minecan Dorian
2015
TEMA PROIECTULUI
TRADUCTOARE DE DEPLASARE
Cuprins
Pagina
ARGUMENT4
1. Notiuni Introductive5
2. Traductoare de deplasare potentio-metrice 5
3. Traductoare de deplasare inductive11
4. Traductoare de deplasare de tip transformator 16
5. Traductoare de deplasare capacitive18
5.1 Traductor capacitiv cu modificarea distantei dintre
placi18
5.2 Traductor capaciti cu variatia suprafetei20
5.3 Traductoare capacitiv cu modificarea permitivitatii21
Bibliografie 23
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU ARGUMENTUUUUUUUUUUUUU
1. Noiuni introductive
Prin deplasare se nelege o mrime care caracterizeaz schimbrile
de poziie ale unui corp sau ale unui punct caracteristic fa de un
sistem de referin. Poziia reprezint localizarea spaial a punctului
sau a corpului n raport cu sistemul de referin.
Separarea spaial dintre dou puncte reprezint distana dintre cele
dou puncte. Situarea la foarte mic distan a unui corp (punct) fa de
un reper fix poart numele de proximitate. Deplasrile pot fi
liniare, cnd corpul (punctul caracteristic) efectueaz o micare de
translaie i sunt reprezentate de un vector a crui direcie rmne
aceeai pe tot timpul micrii, sau unghiulare, cnd corpul (punctul)
se rotete i sunt reprezentate de unghiul dintre doi vectori
coplanari, dintre care unul de regul reprezint referina. Deplasarea
simultan (liniar sau circular) a unui punct pe diferite axe n
raport cu un sistem de coordonate poart numele de traiectorie;
traiectoriile pot fi plane sau spaiale. Msurarea distanelor i
unghiurilor (mrimilor geometrice) ntre diferite puncte fixate pe un
corp permite precizarea dimensiunilor corpului. n categoria
msurrilor de mrimi geometrice se pot include i msurrile de
rectiliniaritate (abaterea fa de o direcie de referin), de
planeitate (abaterea fa de o suprafa de referin), de rugozitate
(aprecierea abaterilor dimensionale ale suprafeei unui corp n
raport cu o cot de referin).
Unitatea de msur pentru deplasrile liniare este metrul (m).
Pentru deplasrile unghiulare se folosete gradul (0) (sexazecimal),
sau radianul (rad). Esenial n determinarea valorilor mrimilor
semnalate este msurarea deplasrilor liniare sau unghiulare; de
asemenea, aceste deplasri permit msurarea mai multor mrimi la care
efectul se materializeaz prin modificarea poziiei unui punct
(suprafa, corp) n raport cu un sistem de referin: de exemplu,
presiuni, fore, nivel, temperaturi, etc.; de regul, acestea sunt
caracterizate prin deplasri mici.
De aceea, dat fiind i diversitatea elementelor sensibile, este
rezonabil ca traductoarele de deplasare s fie grupate n funcie de
domeniul de msur n:
- traductoare pentru deplasri liniare mici (pn la ordinul
sutelor de milimetri);
- traductoare pentru deplasri liniare mari (de ordinul metrilor
i zecilor de metri);
- traductoare pentru deplasri unghiulare;
- traductoare pentru proximitate;
- traductoare pentru controlul activ al mrimilor geometrice.
O problem specific a traductoarelor de deplasare se refer la
asocierea acestora cu sistemele de cuplare la mrimea de msurat,
care pot fi att liniare, ct i rotative. Din acest punct de vedere
se deosebesc variante de msurare direct (deplasare liniar prin
translaie; deplasare unghiular prin rotaie) i variante de msurare
indirect (de exemplu, deplasare unghiular pentru caracterizarea
unei deplasri liniare).2. Traductoare de deplasare
potenio-metriceTraductoarele de deplasare poteniometrice fac parte
din categoria traductoarelor parametrice i sunt folosite pentru
msurarea deplasrilor liniare sau unghiulare. Traductorul de
deplasare poteniometric se compune din: corpul poteniometrului 1,
elementul de rezisten 2 i cursorul 3, figura 1.
Fig. 1. Traductor de deplasare poteniometric
Corpul 1 al poteniometrului este confecionat dintr-un material
izolator i poate avea form liniar sau circular. Elementul de
rezisten 2 este uniform bobinat pe corpul poteniometrului 1.
Rezistena electric R a nfurrii traductorului de deplasare
poteniometric este dat de relaia
(1)
n care, ( este rezistivitatea, l lungimea elementului de
rezisten i S seciunea conductorului.
Traductorul de deplasare poteniometric trebuie alimentat de la o
surs de tensiune constant U, de curent continuu sau curent
alternativ i poate fi utilizat conform schemei din figura 2.
Fig. 2. Schema de utilizare a unui traductor poteniometric
Mrimea de intrare este deplasarea X a cursorului fa de unul din
capetele elementului de rezisten, iar mrimea de ieire Y poate fi
considerat una din mrimile: rezistena , tensiunea sau curentul prin
rezistena de sarcin . Traductorul de deplasare poteniometric este
reprezentat schematic n figura 3.
Fig. 3. Traductor poteniometric
Dac poteniometrul din figura 3.2 lucreaz n gol, adic rezistena
lui de sarcin este infinit de mare (), atunci tensiunea la bornele
de ieire va fi dat de relaia:
(2)
Dac se presupune c poteniometrul este uniform bobinat, iar
elementul de rezisten are parametrii de material constani ((=cst i
S=cst), pe toat lungimea l din relaia (1), se poate scrie relaia
echivalent:
(3)
n care L este deplasarea maxim pe care o poate msura traductorul
poteniometric. Relaia (2) devine:
(.4)
n care este factorul de transfer (sensibilitatea)
traductorului.
Caracteristica static a traductorului de deplasare poteniometric
pentru este reprezentat n figura 3.
Fig. 3. Caracteristica static a traductorului poteniometric
Din forma caracteristicii statice se observ c traductorul de
deplasare poteniometric nu furnizeaz prin tensiunea de ieire i
informaia privind sensul deplasrii cursorului fa de origine. Pentru
sesizarea sensului deplasrii cursorului fa de origine se utilizeaz
un poteniometru de construcie special cu schema prezentat n figura
4.
Fig. 4. Traductor poteniometric sensibil la sensul deplasrii
Tensiunea de ieire se obine ntre cursorul poteniometrului i o
born legat la priza median a poteniometrului situat la distana L/2.
Traductoarele poteniometrice pot fi excitate (alimentate) att n
curent continuu ct i n curent alternativ. n cazul excitrii cu
tensiune continu pentru traductorul poteniometric sensibil la
sensul deplasrii se obine caracteristica static din figura 5. Se
constat c, n acest caz, se obine o caracteristic static
simetric.
Fig. 5. Caracteristica static a traductorului poteniometric
sensibil la sensul deplasrii
Dac traductorul poteniometric este alimentat cu o tensiune
alternativ sinusoidal, la ieire se va obine tot o tensiune
sinusoidal, cu amplitudinea dependent, dup legea (4), de deplasarea
cursorului.n cazul alimentrii traductorului poteniometric n curent
alternativ frecvena sursei de alimentare trebuie s fie de 10 20 de
ori mai mare dect frecvena maxim de variaie a deplasrii X a
cursorului.
Referitor la precizia poteniometrelor se precizeaz c ele pot
prezenta erori constructive i erori datorit rezistenei de
sarcin.
Dintre erorile constructive se remarc mai nti eroarea de
liniaritate, care se refer la abaterile caracteristice statice
reale (curba 2) fa de caracteristica static teoretic (curba 1) din
figura 6.
Fig. 6. Caracteristici statice ale traductorului poteniometric1-
caracteristica teoretic; 2 caracteristica real.Aceste abateri se
pot datora: dimensiunilor neuniforme, neomogenitii materialului
firului de rezisten, excentricitii cursorului, etc. n consecin se
obine o caracteristic static neliniar, ca n figura 6 (curba 2). Pe
baza cunoaterii caracteristicii reale i a celei teoretice se pot
defini erorile maxime de deplasare i de liniaritate sau . Cu
ajutorul acestora se poate defini clasa de precizie a traductorului
pe baza relaiei:
(5)
Poteniometrele de precizie se ncadreaz n clasele de
precizie:
I cu 0,25%;
II cu 0,25%